[发明专利]一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置及其使用方法

权利要求书

1.一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，包括若干个置换采气机构，每个置换采气机构均包括注气筒(1)和抽气筒(2)，所述注气筒(1)和抽气筒(2)的外壁上均设有若干个与煤层连通的第一通孔(3)，所述注气筒(1)和抽气筒(2)的内部均设有连接管(4)，所述注气筒(1)的连接管(4)上设有出气口(5)，所述抽气筒(2)的连接管(4)上设有抽气口(6)，其特征在于，所述连接管(4)上均套设有用于分隔上下煤层的隔板(7)，每个所述隔板(7)的上下侧均设有压气组件，所述注气筒(1)位于煤层处均设有可在注气筒(1)内部旋转的封闭筒(8)，每个所述封闭筒(8)上均设有若干个与所有第一通孔(3)一一对应的第二通孔(9)，且所述注气筒(1)的隔板(7)上设有通过调节可单独带动一个封闭筒(8)转动的驱动件；

其中，注气筒(1)和抽气筒(2)内压气组件的工作状态相反，当注气筒(1)内的压气组件压气时，抽气筒(2)内的压气组件进行吸气工作，以使二氧化碳气体快速进入煤层将煤层气置换到抽气筒(2)中；

所述压气组件包括：

第一连接杆(24)，穿设在所述隔板(7)上，且所述第一连接杆(24)上设有用于所述隔板(7)上下层通气的条形缺口(45)；

往复组件，设置在所述隔板(7)上，所述往复组件与所述第一连接杆(24)传动连接，且所述往复组件用于带动所述第一连接杆(24)上下移动；

两个活塞(25)，均套设在所述连接管(4)上，且每个所述活塞(25)的一侧分别与所述第一连接杆(24)的一端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述出气口(5)上设有涡轮箱(10)，所述涡轮箱(10)的内部铰设有涡轮扇叶(11)，所述涡轮箱(10)的外侧架设有发电机(12)，所述发电机(12)与所述涡轮扇叶(11)转动连接，所述注气筒(1)的隔板(7)上装设有蓄电池(13)，且所述蓄电池(13)与所述发电机(12)、所述压气组件和所述驱动件电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述抽气口(6)远离所述抽气筒(2)的一端设有安装环(14)，所述安装环(14)的一侧与所述抽气口(6)转动连接，另一侧向环外延伸设有四个均匀分布的聚气框(15)，每个所述聚气框(15)均与所述安装环(14)固定连接，每个所述聚气框(15)的进气端分别靠近另一个所述聚气框(15)设置，每个所述聚气框(15)的出气端均靠近所述安装环(14)的中心处设置，所述安装环(14)的内部设有十字架(16)，所述十字架(16)的中心处设有连接轴(17)，所述连接轴(17)上设有第一锥齿轮(18)，所述抽气口(6)上架设有第一电机(19)，所述第一电机(19)的输出轴穿设在所述抽气口(6)的内部，所述抽气口(6)的内部设有第二锥齿轮(20)，所述第二锥齿轮(20)与所述第一电机(19)的输出轴转动连接，且所述第二锥齿轮(20)与所述第一锥齿轮(18)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述抽气口(6)远离所述抽气筒(2)的一侧设有环形凹槽(21)，所述安装环(14)靠近所述抽气口(6)的一侧设有环形凸块(22)，且所述环形凹槽(21)套设在所述环形凸块(22)上。

5.根据权利要求3所述的一种二氧化碳注入置换式煤层气采集装置，其特征在于，所述聚气框(15)的内部设有倾斜设置的斜板(23)。